吃魚不挑刺有望成為現(xiàn)實(shí) 女博士立志讓鳊魚有刺變無(wú)刺

　　生活中常有這樣的煩惱：鯽魚好吃，刺太多;鳊魚肉嫩，易卡喉。近日，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院高澤霞教授團(tuán)隊(duì)“創(chuàng)制”出了第一代(F0雜合體)少刺鳊魚、草魚，有望在不久的將來(lái)培育出真正無(wú)刺的常見(jiàn)家魚(F2純合體)，實(shí)現(xiàn)餐桌上吃魚無(wú)憂。

　　女博士立志讓鳊魚有刺變無(wú)刺

　　魚刺學(xué)名叫肌間骨，是由肌膈中的肌腱骨化而來(lái)。其實(shí)古今中外人類馴化養(yǎng)殖的淡水和海水魚類，比如歐洲人圣誕大餐必備的鯉魚，美國(guó)人大量消費(fèi)的鮭魚，巴西人愛(ài)吃的亞馬孫河魚，大多都是有刺的。“不過(guò)是一個(gè)文化選擇。”高澤霞解釋說(shuō)，“外國(guó)人喜歡加工魚片，中國(guó)人喜歡烹飪整魚，使我們多了吃魚的快樂(lè)，也多了卡刺的風(fēng)險(xiǎn)。”

　　我國(guó)1000多年的淡水養(yǎng)殖培育了優(yōu)良水產(chǎn)品種，幾大家魚草、青、鰱、鳙、鯉、鯽、鳊等產(chǎn)量占魚類總產(chǎn)量的50%以上，也都存在數(shù)量不同的魚刺。那么魚刺又是從哪里來(lái)的呢?高澤霞教授笑著說(shuō)，從形成來(lái)源上看，魚長(zhǎng)刺其實(shí)就和人類長(zhǎng)骨刺一個(gè)道理。

　　魚刺除了在食用時(shí)的麻煩，也是大規(guī)模機(jī)械化加工的重要障礙。難怪有人將“鰣魚多刺”列為“人生幾大恨”，常見(jiàn)的家魚如果能少刺、無(wú)刺，也是餐桌旁、魚塘邊人們的共同心愿。

　　12月18日，長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)記者在華中農(nóng)業(yè)大學(xué)基因樓采訪了高澤霞教授，聽(tīng)她談起以“無(wú)刺魚”為攻關(guān)課題的來(lái)龍去脈。

　　華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院四代科學(xué)家一直以鳊魚為研究對(duì)象，“武昌魚”就是由第一代科學(xué)家易伯魯老先生定名的，它也是湖北省的“名片”。數(shù)十年來(lái)，經(jīng)過(guò)華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院在鳊魚的繁殖、生長(zhǎng)、病害、營(yíng)養(yǎng)、養(yǎng)殖模式等方面開(kāi)展工作，其中王衛(wèi)民教授團(tuán)隊(duì)培育出“華海1號(hào)”等品種已經(jīng)占到了養(yǎng)殖產(chǎn)量的一半以上，滿足了消費(fèi)市場(chǎng)的產(chǎn)量需求。

　　2012年，博士畢業(yè)不久的高澤霞面臨的一個(gè)課題“轉(zhuǎn)型”便是如何讓鳊魚不僅高產(chǎn)提質(zhì)，在魚塘里受歡迎，還能在餐桌上受青睞。她選擇了讓鳊魚有刺變無(wú)刺。她說(shuō)：“現(xiàn)在的年輕人都不喜歡吃有刺魚，我其實(shí)也被魚刺卡過(guò)，還上過(guò)醫(yī)院，很多人都有這樣的經(jīng)歷。所以我想，現(xiàn)在分子育種技術(shù)、基因編輯技術(shù)都在發(fā)展，正好利用這些技術(shù)，培育出無(wú)刺魚，可能是將來(lái)大宗魚類產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)方向。”

　　有的魚有刺，有的沒(méi)刺，有的刺多，有的刺少，在于有一個(gè)或幾個(gè)關(guān)鍵基因調(diào)控著它們。所以“創(chuàng)制”無(wú)刺魚的關(guān)鍵就是找到調(diào)控魚刺生長(zhǎng)起主要作用的基因(主效基因)。

　　這是一個(gè)全新的領(lǐng)域。之前研究魚刺，大多是從形態(tài)、表型方面關(guān)注，遺傳、分子調(diào)控方面幾乎是空白。

　　高澤霞教授向記者描述了尋找魚刺基因分子表達(dá)的情形：他們將每一根細(xì)刺從鳊魚身上小心翼翼挑出來(lái)，剔掉結(jié)締組織，在降解之前，快速放進(jìn)液氮保存，再快速提取RNA，快速進(jìn)行基因表達(dá)。說(shuō)是快速，將魚刺一根根從魚身上挑出，再到基因表達(dá)完畢，整個(gè)團(tuán)隊(duì)足足花了三個(gè)月時(shí)間才提出了高質(zhì)量的魚刺RNA。他們最終篩定出候選的近50個(gè)基因。

　　正因?yàn)檫@次“挑刺”的程序非常專業(yè)、準(zhǔn)確，改進(jìn)了提取RNA的方法，也實(shí)現(xiàn)了世界上第一次全面魚刺基因表達(dá)，高澤霞就此申請(qǐng)了魚刺研究中的國(guó)內(nèi)第一個(gè)專利。

　　驗(yàn)證魚刺變化過(guò)程如同拆盲盒

　　他們將從鳊魚身上找到的近50個(gè)基因放到標(biāo)準(zhǔn)模式魚斑馬魚身上做驗(yàn)證，驗(yàn)證的過(guò)程有點(diǎn)像拆盲盒，利用基因編輯技術(shù)，一個(gè)一個(gè)依次敲掉這些基因，看魚刺的生長(zhǎng)有無(wú)變化、怎樣變化。斑馬魚三四個(gè)月就可以繁殖一代，能有效加快試驗(yàn)進(jìn)度，即使如此，驗(yàn)證的過(guò)程一干就是7年。

　　如今已經(jīng)是國(guó)家研究武昌魚崗位專家的高澤霞沒(méi)有過(guò)多敘述中間的曲折、單調(diào)和重復(fù)，倒是對(duì)一次“烏龍事件”忍俊不禁。一次敲掉了斑馬魚的一個(gè)基因后，真的發(fā)現(xiàn)了一條無(wú)刺魚，整個(gè)實(shí)驗(yàn)室沸騰了，大家都有一種“終于找到了”的感覺(jué)，可是再去驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)和這條無(wú)刺魚同批次的其他魚魚刺依然故我，證實(shí)了這次發(fā)現(xiàn)只是個(gè)美麗的錯(cuò)誤。高澤霞笑著說(shuō)，到現(xiàn)在都沒(méi)弄明白，為什么會(huì)有一條無(wú)刺魚混雜在有刺魚中間，可能是自然的基因突變吧�？茖W(xué)就是這么曲折，不斷試錯(cuò)是常態(tài)。她又講起一直關(guān)注她的研究進(jìn)展的中科院水生所桂建芳院士告訴的一則故事，桂院士有兩次吃鳊魚時(shí)真的吃到了無(wú)刺的鳊魚，可惜吃的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)，遺傳基因沒(méi)有留下來(lái)。自然無(wú)序的基因突變，讓人措手不及，但也一再證明一定有一個(gè)神秘的主效基因在幕后操縱。

　　這次“烏龍”讓高澤霞更加謹(jǐn)慎。他們編輯了大約40個(gè)基因，終于在2018年找到了一個(gè)“有效”基因，能減少70%的魚刺，只有尾部還保留一點(diǎn)點(diǎn)，背部的刺都沒(méi)有了。“有效”是否就是“主效”?高澤霞有些拿不準(zhǔn)。這時(shí)，從遙遠(yuǎn)的巴西傳來(lái)了一個(gè)令人驚喜的消息，在亞馬孫流域偶然發(fā)現(xiàn)了自然突變的十幾條無(wú)刺“大蓋巨脂鯉”，不是少刺，是完全無(wú)刺。雖然這一發(fā)現(xiàn)對(duì)她的研究沒(méi)有實(shí)質(zhì)幫助，卻像黑暗中的一絲亮光，她明白了那個(gè)能少70%刺的基因肯定還不是主效基因，還要找。這給了他們一根定海神針，有了目標(biāo)有了路徑，他們繼續(xù)拆基因盲盒。

　　真正無(wú)刺魚有望端上市民餐桌

　　2019年底的一天，用高澤霞的話說(shuō)，“突然一下子”，主效基因出現(xiàn)了。學(xué)生跑來(lái)告訴她，這次真的是無(wú)刺斑馬魚。有了上次“烏龍經(jīng)歷”，高澤霞倒有些猶豫了，她囑咐學(xué)生把所有的魚都找來(lái)看一下表型穩(wěn)不穩(wěn)定。前前后后幾百條，無(wú)刺的表型非常穩(wěn)定，再經(jīng)過(guò)幾代繁育，后代斑馬魚也都是無(wú)刺魚。從代際和數(shù)量上都可以確定找到的就是主效基因，這是一個(gè)所有有刺魚類都含有的共通基因。同時(shí)，他們測(cè)定了無(wú)刺斑馬魚肉質(zhì)中的氨基酸、脂肪酸含量，和普通有刺魚沒(méi)有顯著差異，也就是說(shuō)，魚刺變化了，肉質(zhì)可以不變。

　　“非常興奮，很不容易，是這么多年堅(jiān)持、這么多學(xué)生努力的結(jié)果。”回想起那一幕，高澤霞感慨地說(shuō)。

　　找到主效基因后，高澤霞團(tuán)隊(duì)一方面進(jìn)一步正向驗(yàn)證，將這個(gè)基因移植回?zé)o刺魚身上，看它們是否又長(zhǎng)出刺來(lái)，更確證這個(gè)基因的作用;另一方面，將發(fā)現(xiàn)的減刺70%的基因和減刺100%的基因都申請(qǐng)獲批了國(guó)家授權(quán)發(fā)明專利，作為公開(kāi)信息向國(guó)內(nèi)各個(gè)研究組推廣，力爭(zhēng)將這個(gè)基因運(yùn)用到不同的魚類身上。

　　基于基因編輯技術(shù)“創(chuàng)制”大量不同種類的無(wú)刺魚，受到桂建芳院士的高度評(píng)價(jià)，他說(shuō)，這本質(zhì)是一種精準(zhǔn)育種的有效路徑，正成為魚類育種研究的熱點(diǎn)。

　　目前，高澤霞團(tuán)隊(duì)和中科院水生所桂建芳院士團(tuán)隊(duì)已經(jīng)分別在鳊魚、草魚和銀鯽身上試驗(yàn)了敲除調(diào)控魚刺生長(zhǎng)的主效基因而獲得第一代雜合體(F0代)的少刺魚，生長(zhǎng)良好，形態(tài)正常，習(xí)性和普通有刺魚沒(méi)有差異。武漢的鳊魚兩年一成熟，鯽魚一年一成熟，再將這些成熟的雜合體少刺魚經(jīng)過(guò)純化繁殖一代，到第三代(F2代)就可以獲得純合體的遺傳性狀穩(wěn)定的真正無(wú)刺魚。當(dāng)然，無(wú)刺鳊魚的游動(dòng)能力、營(yíng)養(yǎng)等等還需要科研工作者開(kāi)展細(xì)致的研究。

　　“相信無(wú)刺家魚將會(huì)是大宗淡水魚產(chǎn)業(yè)、家庭飲食結(jié)構(gòu)的一次升級(jí)。”高澤霞自信地說(shuō)。